日欧32国联手研究伽马射线揭示暗物质之谜

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发布日期:2017年05月23日 所属分类:新知

为解开占宇宙约30%的暗物质和黑洞之谜,一个国际联合团队将从明年春天开始利用大型望远镜研究来自宇宙的伽马射线。

据《日本经济新闻》报道,“CTA计划”是指多国合作在非洲岛屿和南美高原建设100多台伽马射线望远镜的计划,日本正在主导建设该计划中的1号望远镜。如果能够揭示暗物质的真实面目,那将是诺贝尔奖级的成果。

日欧32国联手研究伽马射线揭示暗物质之谜

CTA望远镜阵列

CTA计划的参与方包括日本、西班牙、德国、意大利等32个国家的研究机构。日本的东京大学、京都大学、名古屋大学等都有参与。将在西班牙位于非洲的领土加那利群岛中的拉帕尔马岛和智利北部的帕拉纳尔附近设置大小3种类型的望远镜,总建设费用约2.5亿欧元,日本承担总费用的20%。整体工程预计在2023年左右完工。

日本从2015年10月起在拉帕尔马岛主导建设23米口径世界最大的伽马射线望远镜。1号望远镜的设备材料已经运往当地,今后将进行组装,预计明年3月前完工并开始观测。作为望远镜核心零部件的光传感器由日本滨松光电子公司制造,日本其他一些企业也提供了支持。

根据CTA计划,在23米口径大型望远镜的周围,还将配置12米口径和4.3米口径的望远镜。两处地点的100多台望远镜相互配合,其探测灵敏度将比欧洲和美国运行的伽马射线天文台高出10倍。东京大学宇宙射线研究所教授手嶋政广说:“可探测的宇宙领域扩大了30倍,将可以更详细地调查天体构造。”

伽马射线会被大气吸收,所以无法在地面直接观测。不过,波长较短的射线会与大气产生反应,发出被称作“切伦科夫光”的青白色光。通过分析观测到的光的强弱和来行方向数据,可以得出伽马射线的波长和发生源的位置。

作为伽马射线新发生源而受到关注的是暗物质。近年来已经判明,有多个恒星系的暗物质占了多数比例。这种恒星系基本不会发出可见光和电波,但构成暗物质的粒子之间可能会相互反应,产生伽马射线。

暗物质的真实面目尚不清楚,却大量存在于宇宙之中,它对于了解宇宙的历史和发展进程非常关键。手嶋教授认为:“如果能够观测到来源于暗物质的伽马射线,将可以获得了解暗物质性质的有力线索。”

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